电路分析基础教程-电子工业出版社

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1、第1页本章介绍基本概念：电路、电路模型、电路元件；基本物理量：电流、电压、电功率；基本元件：电阻、电压源、电流源、受控源；基本定律：欧姆定律、基尔霍夫定律。电路、电路元件、电路模型电路电路是指由若干实际的电气装置和器材，按照一定的规则连接起来，能形成电流通路的物质实体。电路根据它们的自身功能可以分成两大类，一类以传输电能及实现电能的转换为主，这类电路大到全国性的输、配电网络，小到一个手电筒电路；另一类以电作为载体，实现信号的处理为主，这类电路复杂到巨型电子计算机，简单到一个半导体收音机。虽然各种电路的

2、功能和组成不同，但它们都是由最基本的三部分构成，即电源（或信号源）、负载和中间环节。例如：输、配电网络的电源是各个发电厂的发电机组，而负载是各用户的电气设备，输、配电线路和有关的设备则是中间环节。收音机的信号源是电磁波谐振后的调幅波，而负载是扬声器，检波、放大电路则是中间环节。由此可见，电源或信号源是提供电能或电信号的装置，负载是用电或输出信号的装置，中间环节是对电能进行传输或变换的装置。电路元件实际的电路千差万别，其内部电磁关系繁纷复杂。为了对实际的电路进行准确的定量分析和计算，在实际的工程研究中，

3、我们常常采用的方法是突出被研究对象的主要矛盾，忽略一些次要的因素，建立起一组既便于定量研究，又能代表对象特性的物理的或数学的模型，利用一套通用的方法进行分析，从而得到定量分析和计算的结果。电路理论就是对实际的电路进行一定程度的抽象，将它们理想化，建立起一组模型，我们称为电路模型，以便于对实际的电路进行分析研究。为了建立实际电路的模型，首先要对组成实际电路的电气装置和器材进行抽象，获得理想化的电路元件。为简单起见，我们要求这些电路元件只包含单一的电磁关系，即每个元件仅有一个电磁约束关系，且电磁过程均发生

4、在元件内部，我们称之为集中参数元件，也可称为集总参数元件。实际电气装置根据分析计算精确程度要求的不同，可用一个电路元件或多个电路元件的组合来表示其电磁关系。下面，我们以一个手电筒电路为例，讨论如何将实际电路的电气装置或器材抽象成电路元件。第2页手电筒电路的示意图如图所示，灯泡是电路中的负载。当电路接通后，电流流过灯丝，消耗电能而产生热量并发光，同时也在其周围产生微弱的磁场。但其主要的作用是消耗电能，所产生的磁场可忽略，故可将灯泡抽象为一个电阻元件，这种元件的电磁特性就是消耗电能。电池是电路中的电源，电

5、路接通后，将电能提供给灯泡，主要的作用是保持电池两个电极之间固定的电压，故可将电池抽象为一个电压源元件，这种元件的电磁特性就是保持恒定电压。开关、导线则是电路的中间环节，闭合后电阻很小，我们只保留其导电特性而忽略电阻，可抽象为理想化的连线。经过以上的抽象，图所示的手电筒电路示意图就变成图所示的电路模型。图手电筒电路示意图图手电筒电路模型电路模型电路模型是由若干个电路元件按一定规则用理想化连线联接起来的电流通路，电路模型图由规定的电路元件符号和理想化的连线构成。再次强调，本课程所研究的对象是电路模型（尽

6、管也常简称为电路），而不是实际电路。由于电路元件是从实际电气装置和器材中抽象得出，故组成的电路模型比较准确地表征了实际电路主要的电磁关系。又由于电路元件种类很少，使得我们才有可能建立一套分析计算的方法，从而对电路模型进行研究。因为人们对实际电路的电磁关系认识程度不同和分析计算所要求的精确程度不同，所以同一个实际电路可能会得出不同的电路模型，所以电路模型都有一定的适用条件。不同的使用场合和不同的精度要求，需要相适应的电路模型。关于如何建立电路模型，不属本课程讨论的内容。观察你周围的电气设备，将所熟悉的几

7、种分析一下，试指出电源（信号源）、负载和中间环节各是什么。电路的基本物理量电流、电压、电功率是电路的基本物理量，电路分析的任务就是求解电路方程，计算电路中的电流、电压、电功率。电流及其参考方向物理学中，将电荷有规则地定向运动的现象称为电流。描述这种现象强弱的物理量为电流强度，也常简称为电流，在数值上等于单位时间内通过导体任一截面的电荷量，用符号表示，即第3页（）当电荷量的单位取库仑（，时间的单位取秒（，则电流的单位为安培，用符号表示。也有较小的单位，如毫安和微安，分别用符号表示。当电流的大小和方向均不

8、变时，称为直流电流，可用大写的表示，相应地有（）电流是有方向的，习惯上规定正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向为电流的实际方向。由于实际电路中的导体主要是金属，而金属导体的导电机构是带负电荷的自由电子，故电流的实际方向是这些自由电子运动的反方向。但是人们无法看到电荷的运动方向，也就无法确定电流的实际方向。为此，我们在计算之前，可任意假定一个方向为电流的正方向，称为电流的参考方向，在电路模型图中用箭头或带下标的变量标出，如图所示。确定参考方向后，电流就成为